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Physique des trous noirs dans un canal à houle !

A l’Université de Nice, des chercheurs CNRS du Laboratoire J.A. Dieudonné (Mathématiques et ses Interfaces) ont observé un phénomène hydrodynamique analogue au rayonnement des trous noirs prédit par l’astrophysicien anglais Stephen Hawking dans les années 70.

En collaboration avec des collègues théoriciens Ulf Leonhardt et Tom Philbin de l’Université de St-Andrews en Ecosse qui ont réalisé les simulations numériques correspondantes, Germain Rousseaux, Christian Mathis et Philippe Maïssa, expérimentateurs en mécanique des fluides, ont bloqué des vagues se propageant dans un canal à houle, ceci grâce à un contre-courant dont la vitesse moyenne varie par la présence d’un profil du fond en forme de bosse. Ce phénomène d’interaction onde-fluide en mouvement, évoqué par Jean de la Fontaine dans la fable Le Loup et l’Agneau, est bien connu des marins qui observent la disparition de la houle à l’embouchure d’un fleuve. L’expérience, réalisée dans le canal de la société ACRI à Sophia-Antipolis, consista non seulement à observer la ligne de blocage des ondes de surface mais surtout à constater l’apparition d’ondes beaucoup plus courtes se propageant en sens inverse des ondes longues incidentes et donc avec le courant.

Bien que l’origine précise du mécanisme de formation de ces ondes reste à élucider, cette étude permet de lever un coin du voile sur une des plus étonnantes prédictions de l’astrophysique.

Pour tout contact : Germain Rousseaux, Laboratoire Jean-Alexandre Dieudonné, Université de Nice-Sophia Antipolis, Parc Valrose, 06108 Nice

Pour en savoir plus :

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Publications :

- Observation of negative phase velocity waves in a water tank : A classical analogue to the Hawking effect ? (>250 téléchargements) & (IOP Select : General and Fluid Mechanics) & (Best of 2008 NJP) Germain Rousseaux, Christian Mathis, Philippe Maïssa, Thomas Philbin and Ulf Leonhardt. New Journal of Physics, 10, 053015, May 2008.

- Ce travail a fait l’objet d’un article de vulgarisation dans le numéro de Juillet 2008 de Pour La Science ainsi que d’une brève dans le numéro d’août 2008 de EuroPhysics News.

- Wave-current interaction as a spatial dynamical system : analogies with rainbow and black hole Physics. Jean-Charles Nardin, Germain Rousseaux and Pierre Coullet. Physical Reviews Letters, Volume 102, Issue 12, p. 124504-1/4, March 2009.